一种功能陶瓷等静压成型加工车间的多级质量监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种功能陶瓷等静压成型加工车间的多级质量监控系统。包括工件级检测装置、压机级压力监测装置和车间级集成监控系统；工件级检测装置包括光源、摄像机、采集卡、称重传感器、称重显示控制器和计算机；压机级压力监测装置包括压力传感器、放大器、单片机、液晶模块、地址锁存器、地址译码器、时钟模块和报警灯；车间级集成监控系统包括工件级检测装置和压机级压力监测装置通讯模块、车间级集成分析模块；工件级检测装置用于获得工件的形状和重量参数；压机级压力监测装置用于监测压机的压力和保压时间；车间级集成监控系统用于对工件级和压机级的信息集成分析。本实用新型专利技术能实现加工车间的多层次、多指标、多对象的多级质量监控。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种加工过程中的质量监控系统，尤其是涉及一种功能陶瓷等静 压成型加工车间的多级质量监控系统。
技术介绍
功能陶瓷材料逐渐成为一种重要的新型功能材料，在电子工业、仪表工业、军事等 领域均有广泛应用，但现有陶瓷的制备工艺存在稳定性不好、抗干扰能力差等问题。如何改 进与优化生产工艺、提高与控制产品质量是其面临的首要任务。等静压成型加工工艺是功能陶瓷加工的关键工艺之一，其成型质量的好坏将直接 影响到陶瓷工件的最终质量。然而，由于影响其成型质量的因素多、不确定性大，目前尚缺 乏定量化的管理方法，经验是其工艺质量保证的主要手段。事实上，近年来人们在努力探索 制造过程的自动化监控方法，取得了一些进展。例如利用统计过程控制技术对产品质量进 行监控，借助于计算机网络技术监管产品加工过程的各工况及其波动状态等，并且在一些 行业中得到了较好的应用。但这些技术在功能陶瓷成型加工中并未得到有效的应用。并且 由于功能陶瓷成型加工质量控制的复杂性，采用单一层次、单一指标、单一对象的监控方法 是很难保证其成型质量，迫切需要从系统工程的角度全方位地进行监控，才能取得实效，确 保其产品质量。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种功能陶瓷等静压成型加工车间的多级质量监控 系统，实现工件级、压机级和车间级的集成监控。为达到上述目的，本技术采用如下技术方案本技术包括工件级检测装置、压机级压力监测装置和车间级集成监控系统； 其中1)工件级检测装置包括称照明光源、CXD摄像机、图像采集卡、称重传感器、称 重显示控制器和计算机；照明光源照射到第一工位的工件反射光通过成像到CXD摄像机 上，经图像采集卡接入计算机，到第二工位的工件经称重传感器、称重显示控制器接入计算 机；2)压机级压力监测装置包括压力传感器、高精度仪器放大器、单片机、液晶显示 模块、报警灯、地址译码器、地址锁存器和时钟模块；压力传感器与压机连接，单片机经高精 度仪器放大器与压力传感器连接；液晶显示模块、报警灯和时钟模块与单片机相连；液晶 显示模块经地址译码器连接到地址锁存器，地址锁存器与单片机、液晶显示模块相连；3)车间级集成监控系统包括工件级检测装置通讯模块、压机级压力监测装置通 讯模块和车间级集成分析模块；车间级集成分析模块分别与工件级检测装置通讯模块和压 机级压力监测装置通讯模块连接；工件级检测装置、压机级压力监测装置与车间级集成监控系统连接；所述压机级压力监测装置中的压力传感器经电第一电阻R1、第二电阻R2、第一电 容C13、第二电容C14、第三电容C48、第四电容C49、第一电感MB1、第二电感MB2构成调零 电路接入高精度仪器放大器的IN+端和IN-端；由第五电容C16、第六电容以9构成的电源 滤波电路和由第七电容C15、第八电容以8构成的电源滤波电路分别接在高精度仪器放大 器的正负端；由第三电阻R5构成的放大倍数电路接在高精度仪器放大器的1脚Rg端和8 脚Rg端；高精度仪器放大器的参考电压端接地；由第九电容C17、第十电容C50、第四电阻 R7、第三电感MB3构成的滤波电路接高精度仪器放大器的OUTPUT端；OUTPUT端与单片机的 ANIO端相连接，液晶显示模块的数据输入/输出端与单片机地址/数据信号端连接，报警灯 和时钟模块与单片机相连，液晶显示模块的地址输入端通过地址锁存器、地址译码器和单 片机的信号端连接；所述工件级检测装置通讯模块利用TCP/IP协议与车间级集成分析模块相连；所述压机级压力监测装置通讯模块包括SC16SI752扩展UART 口芯片，MAX!3485芯 片，单片机；使用SC16SI752扩展2路RS485接口总线，单片机与SC16SI752芯片使用SPI 接口连接，单片机的Pl. 4、Pl. 3、Pl. 2连接SC16SI752的SCLK, SO、SI ；单片机的Pl. 1连 接SC16SI752的片选信号/CS ；SC16SI752的复位脚RST接单片机的TDI脚，SC16SI752的 TXA, RXA,TXB, RXB分别接2路MAX!3485的R0、DI脚，SC16SI752的URAT的请求发送端通过 74HC04反相器连接到MAX3485的驱动使能端和接收使能端。SC16SI752的中断输入端通过 第四电阻R8接高电平；SC16SI752的URAT的请求发送端通过74HC04反相器连接到MAX3485 的驱动使能端和接收使能端；单片机复位端连接电源监控芯片CAT810的复位端。与
技术介绍
相比，本技术具有的有益效果1)本技术的工件级尺寸和密度检测装置通过TCP/IP协议传输到车间级，让 工程技术人员能够随时了解生产线的实时加工情况，减少了工作的复杂度；2)本技术的压机级压力监测装置可以不受加工压机的类型或生产厂家定制 程序的限制，方便地安装在压机上，用以监测和优化等静压成型加工的工艺参数；3)本技术的车间级集成监控系统，可以实时地显示和监控工件的质量信息和 压机的状态，实现全自动的告警和控制，并建立工件质量和压机参数之间的耦合关系，实现 功能陶瓷成型加工车间的多层次、多指标、多对象的多级质量监控。本技术主要用于工业领域中的质量监控。附图说明图1是本技术的总体结构原理框图。图2是压力监测接口模块图。图3是压机级压力监测装置原理图。图4是压机级压力监测装置通讯模块图。图5是SPI写时序图。图6是SPI读时序图。图7是电压转换模块24V转5V图。图8是电压转化模块5V转3. 3V图。图9是电压转化模块5V转+5V和-5V图图10是时钟模块图。图11是电压检测和复位模块图。图12是单片机模块图。图13是电压滤波模块图。图14是报警灯模块图。图中1、工件级检测装置，2、压机级压力监测装置，3、车间级集成监控系统，11、 照明光源，12、工件，13、CXD摄像机，14、图像采集卡，15、称重传感器，16称重显示控制器， 17、计算机，21、压机，22、压力传感器，23、高精度仪器放大器，24、单片机，25、报警灯，沈、液 晶显示模块，27、地址译码器，观、地址锁存器，29、时钟模块，31、工件级检测装置通讯模块， 32、压机级压力监测装置通讯模块，33、车间级集成分析模块。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明。如图1所示，本技术包括工件级检测装置1、压机级压力监测装置2和车间级 集成监控系统3 ；工件级检测装置，用于获得工件的形状参数和重量参数，进而获得工件的密度参 数，实时显示工件级的质量状况；压机级压力监测装置，用于监测压机的最大压力和保压时间，并通过液晶显示模 块、报警灯等显示压机的工作状态；车间级集成监控系统，用于接收工件级检测装置和压机级压力监测装置所获得的 信息，并对工件级和压机级的信息进行集成分析，建立工件质量和压机参数之间的耦合关 系，实现功能陶瓷成型加工车间的多层次、多指标、多对象的多级质量监控。其中1)工件级检测装置1 如图1所示，首先照明光源11照射到第一工位的工件12 上，考虑到工件12的形状，本装置采用小角度轴向LED照明光源，然后工件的反射光通过镜 头成像到CXD摄像机13上，可以采用可调焦的CBC公司型号为TEC-MS 5镜头，其接口类本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种功能陶瓷等静压成型加工车间的多级质量监控系统，其特征在于包括工件级检测装置（１）、压机级压力监测装置（２）和车间级集成监控系统（３）；其中：１）工件级检测装置（１）：包括称照明光源（１１）、ＣＣＤ摄像机（１３）、图像采集卡（１４）、称重传感器（１５）、称重显示控制器（１６）和计算机（１７）；照明光源（１１）照射到第一工位的工件（１２）反射光通过成像到ＣＣＤ摄像机（１３）上，经图像采集卡（１４）接入计算机（１７），到第二工位的工件（１２）经称重传感器（１５）、称重显示控制器（１６）接入计算机（１７）；２）压机级压力监测装置（２）：包括压力传感器（２２）、高精度仪器放大器（２３）、单片机（２４）、液晶显示模块（２５）、报警灯（２６）、地址译码器（２７）、地址锁存器（２８）和时钟模块（２９）；压力传感器（２２）与压机（２１）连接，单片机（２４）经高精度仪器放大器（２３）与压力传感器（２２）连接；液晶显示模块（２６）、报警灯（２５）和时钟模块（２９）与单片机（２４）相连；液晶显示模块（２６）经地址译码器（２７）连接到地址锁存器（２８），地址锁存器（２８）与单片机（２４）、液晶显示模块（２６）相连；３）车间级集成监控系统（３）：包括工件级检测装置通讯模块（３１）、压机级压力监测装置通讯模块（３２）和车间级集成分析模块（３３）；车间级集成分析模块（３３）分别与工件级检测装置通讯模块（３１）和压机级压力监测装置通讯模块（３２）连接；工件级检测装置（１）、压机级压力监测装置（２）与车间级集成监控系统（３）连接；...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余忠华，周娟，殷建军，吕冠军，
申请(专利权)人：浙江大学，宁波泰格尔陶瓷有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86